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设计模式C++实现(16)——状态模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》两本书。本文介绍状态模式的实现。

状态模式:允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。它有两种使用情况:(1)一个对象的行为取决于它的状态, 并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为。(2)一个操作中含有庞大的多分支的条件语句,且这些分支依赖于该对象的状态。本文的例子为第一种情况,以战争为例,假设一场战争需经历四个阶段:前期、中期、后期、结束。当战争处于不同的阶段,战争的行为是不一样的,也就说战争的行为取决于所处的阶段,而且随着时间的推进是动态变化的。下面给出相应的UML图。
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设计模式C++实现(15)——观察者模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》两本书。本文介绍观察者模式的实现。

观察者模式:定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。它还有两个别名,依赖(Dependents),发布-订阅(Publish-Subsrcibe)。可以举个博客订阅的例子,当博主发表新文章的时候,即博主状态发生了改变,那些订阅的读者就会收到通知,然后进行相应的动作,比如去看文章,或者收藏起来。博主与读者之间存在种一对多的依赖关系。下面给出相应的UML图设计。
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设计模式C++实现(14)——职责链模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》两本书。本文介绍装饰模式的实现。

职责链模式:使多个对象都有机会处理请求,从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链,并沿着这条链传递该请求,直到有一个对象处理它为止。其思想很简单,考虑员工要求加薪。公司的管理者一共有三级,总经理、总监、经理,如果一个员工要求加薪,应该向主管的经理申请,如果加薪的数量在经理的职权内,那么经理可以直接批准,否则将申请上交给总监。总监的处理方式也一样,总经理可以处理所有请求。这就是典型的职责链模式,请求的处理形成了一条链,直到有一个对象处理请求。给出这个例子的UML图。
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设计模式C++实现(13)——中介者模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》两本书。本文介绍中介者模式的实现。

中介者模式:用一个中介对象来封装一系列的对象交互。中介者使各对象不需要显式地相互引用,从而使其耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。中介者模式的例子很多,大到联合国安理会,小到房屋中介,都扮演了中间者的角色,协调各方利益。

本文就以租房为例子,如果没有房屋中介,那么房客要自己找房东,而房东也要自己找房客,非常不方便。有了房屋中介机构就方便了,房东可以把要出租的房屋信息放到中介机构,而房客可以去中介机构咨询。在软件中,就是多个对象之间需要通信,如果没有中介,对象就需要知道其他对象,最坏情况下,可能需要知道所有其他对象,而有了中介对象就方便多了,对象只需与中介对象通信,而不用知道其他的对象。这就是中介者模式,下面以租房为例,给出中介者模式的UML图。
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设计模式C++实现(12)——备忘录模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》两本书。本文介绍备忘录模式的实现。

备忘录模式:在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态[DP]。举个简单的例子,我们玩游戏时都会保存进度,所保存的进度以文件的形式存在。这样下次就可以继续玩,而不用从头开始。这里的进度其实就是游戏的内部状态,而这里的文件相当于是在游戏之外保存状态。这样,下次就可以从文件中读入保存的进度,从而恢复到原来的状态。这就是备忘录模式。
给出备忘录模式的UML图,以保存游戏的进度为例。
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设计模式C++实现(11)——装饰模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》两本书。本文介绍装饰模式的实现。

装饰模式:动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说,装饰模式相比生成子类更为灵活。有时我们希望给某个对象而不是整个类添加一些功能。比如有一个手机,允许你为手机添加特性,比如增加挂件、屏幕贴膜等。一种灵活的设计方式是,将手机嵌入到另一对象中,由这个对象完成特性的添加,我们称这个嵌入的对象为装饰。这个装饰与它所装饰的组件接口一致,因此它对使用该组件的客户透明。下面给出装饰模式的UML图。
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设计模式C++实现(10)——桥接模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》两本书。本文介绍桥接模式的实现。

[DP]书上定义:将抽象部分与它的实现部分分离,使它们都可以独立地变化。考虑装操作系统,有多种配置的计算机,同样也有多款操作系统。如何运用桥接模式呢?可以将操作系统和计算机分别抽象出来,让它们各自发展,减少它们的耦合度。当然了,两者之间有标准的接口。这样设计,不论是对于计算机,还是操作系统都是非常有利的。下面给出这种设计的UML图,其实就是桥接模式的UML图。
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设计模式C++实现(9)——享元模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》(DP)两本书。本文介绍享元模式的实现。
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设计模式C++实现(8)——代理模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》(DP)两本书。本文介绍代理模式的实现。

[DP]上的定义:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。有四种常用的情况:(1)远程代理,(2)虚代理,(3)保护代理,(4)智能引用。本文主要介绍虚代理和智能引用两种情况。

考虑一个可以在文档中嵌入图形对象的文档编辑器。有些图形对象的创建开销很大。但是打开文档必须很迅速,因此我们在打开文档时应避免一次性创建所有开销很大的对象。这里就可以运用代理模式,在打开文档时,并不打开图形对象,而是打开图形对象的代理以替代真实的图形。待到真正需要打开图形时,仍由代理负责打开。这是[DP]一书上的给的例子。下面给出代理模式的UML图。
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设计模式C++实现(7)——外观模式、组合模式

软件领域中的设计模式为开发人员提供了一种使用专家设计经验的有效途径。设计模式中运用了面向对象编程语言的重要特性:封装、继承、多态,真正领悟设计模式的精髓是可能一个漫长的过程,需要大量实践经验的积累。最近看设计模式的书,对于每个模式,用C++写了个小例子,加深一下理解。主要参考《大话设计模式》和《设计模式:可复用面向对象软件的基础》(DP)两本书。本文介绍外观模式和组合模式的实现。

外观模式应该是用的很多的一种模式,特别是当一个系统很复杂时,系统提供给客户的是一个简单的对外接口,而把里面复杂的结构都封装了起来。客户只需使用这些简单接口就能使用这个系统,而不需要关注内部复杂的结构。DP一书的定义:为子系统中的一组接口提供一个一致的界面, 外观模式定义了一个高层接口,这个接口使得这一子系统更加容易使用。举个编译器的例子,假设编译一个程序需要经过四个步骤:词法分析、语法分析、中间代码生成、机器码生成。学过编译都知道,每一步都很复杂。对于编译器这个系统,就可以使用外观模式。可以定义一个高层接口,比如名为Compiler的类,里面有一个名为Run的函数。客户只需调用这个函数就可以编译程序,至于Run函数内部的具体操作,客户无需知道。下面给出UML图,以编译器为实例。
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